機(jī)器人與人類-中小學(xué)生科學(xué)閱讀文庫(kù)

前言

　　科學(xué)是什么？ 就科學(xué)的外延來(lái)看，有自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)和人文科學(xué)三大門(mén)類。這是 廣義上的科學(xué)，我們這里講狹義上的科學(xué)，指自然科學(xué)。自然科學(xué)主要是以 求取自然世界的“本真”為目的的。由此我們不難發(fā)現(xiàn)科學(xué)的價(jià)值在于“求 真”——使我們盡可能地認(rèn)識(shí)最客觀的世界，不僅是表面的世界，而且是內(nèi) 在聯(lián)系著的，具有各種規(guī)律的世界。進(jìn)而可以推演出科學(xué)的另一個(gè)價(jià)值—— 改變和創(chuàng)造，人類可以根據(jù)正確的認(rèn)識(shí)和內(nèi)在的規(guī)律創(chuàng)造出先進(jìn)的生產(chǎn)力。 正是科學(xué)的發(fā)展，帶來(lái)了日新月異的變化、翻天覆地的奇跡。千百年來(lái)，人 們?yōu)榭茖W(xué)的這種無(wú)與倫比的力量而震撼，為科學(xué)應(yīng)用所創(chuàng)造的奇跡而驚訝， 為隱身于世界內(nèi)部的各種科學(xué)規(guī)律而吸引，為探究規(guī)律過(guò)程中的種種曲折而 癡迷，為發(fā)現(xiàn)或者貼近規(guī)律而喜悅。 科學(xué)史研究之父薩頓在其所著《科學(xué)史和新人文主義》中文版序言中說(shuō) ：“（人們）大多數(shù)只是從科學(xué)的物質(zhì)成就上去理解科學(xué)，而忽視了科學(xué)在精 神方面的作用?？茖W(xué)對(duì)人類的功能絕不只是能為人類帶來(lái)物質(zhì)上的利益，那 只是它的副產(chǎn)品?？茖W(xué)最寶貴的價(jià)值不是這些，而是科學(xué)的精神，是一種嶄 新的思想意識(shí)，是人類精神文明中最寶貴的一部分……”薩頓告訴我們科學(xué) 不僅僅是科學(xué)知識(shí)本身，在某種程度上，科學(xué)更重要的價(jià)值是科學(xué)思想、科 學(xué)方法和科學(xué)精神。中國(guó)科學(xué)院院長(zhǎng)路甬祥概括了科學(xué)精神的內(nèi)涵，包括“ 理性求知精神、實(shí)證求真精神、質(zhì)疑批判精神、開(kāi)拓創(chuàng)新精神”等四個(gè)方面 。事實(shí)就是這樣，人不是知識(shí)的容器，他不可能掌握所有的知識(shí)、認(rèn)識(shí)所有 的真理，然而科學(xué)思想、科學(xué)方法和科學(xué)精神卻能引領(lǐng)一個(gè)人一步步接近真 理，而且能夠使他正確地運(yùn)用科學(xué)，使科學(xué)為人類造福，而不是走向反面。 這些綜合起來(lái)就是當(dāng)下社會(huì)所倡導(dǎo)的人的科學(xué)素養(yǎng)?？茖W(xué)素養(yǎng)不僅關(guān)系 到公民個(gè)體生存發(fā)展的方方面面，還關(guān)系到一個(gè)民族、一個(gè)國(guó)家的未來(lái)。人 民日?qǐng)?bào)曾經(jīng)發(fā)表過(guò)一篇社論，社論說(shuō)：“公眾素養(yǎng)是科技發(fā)展的土壤。離開(kāi) 了這個(gè)群眾基礎(chǔ)，即使我們能夠?qū)崿F(xiàn)‘上天入地’，也很難持續(xù)不斷地推動(dòng) 創(chuàng)新?！碧岣吖姷目茖W(xué)素養(yǎng)是我們當(dāng)下較為緊迫的任務(wù)，而教育應(yīng)該是完 成這一任務(wù)最為主要的途徑。欣喜的是，我們的教育已經(jīng)關(guān)注到了這一點(diǎn)。 新修訂的《義務(wù)教育初中科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》明確指出：“具備基本的科學(xué)素養(yǎng) 是現(xiàn)代社會(huì)合格公民的必要條件，是學(xué)生終身發(fā)展的必備基礎(chǔ)?？茖W(xué)素養(yǎng)包 含多方面的內(nèi)容，一般指了解必要的科學(xué)技術(shù)知識(shí)，掌握基本的科學(xué)方法， 樹(shù)立科學(xué)思想，崇尚科學(xué)精神，并具備一定的應(yīng)用它們處理實(shí)際問(wèn)題、參與 公共事務(wù)的能力?！睉?yīng)該說(shuō)，這是對(duì)科學(xué)素養(yǎng)的一種立體詮釋。 問(wèn)題在于我們的學(xué)?？茖W(xué)素養(yǎng)教育應(yīng)該如何開(kāi)展？?jī)H憑學(xué)校開(kāi)設(shè)的自然 和科學(xué)，甚或數(shù)理化等課程是不夠的，即便這些課程已經(jīng)盡力關(guān)注并安排了 科學(xué)思想和科學(xué)精神的內(nèi)容，但限于課時(shí)、限于課程結(jié)構(gòu)體系，無(wú)法讓學(xué)生 在完成課業(yè)目標(biāo)的同時(shí)從科學(xué)認(rèn)知走進(jìn)科學(xué)情意，也無(wú)法讓學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí) 方法的同時(shí)加強(qiáng)科學(xué)價(jià)值觀的培養(yǎng)，學(xué)生甚至難以體會(huì)到科學(xué)精神在日常生 活中的應(yīng)用，更不用說(shuō)在社會(huì)生活中的應(yīng)用了。南京師范大學(xué)出版社推出的 《中小學(xué)生科學(xué)閱讀文庫(kù)》當(dāng)是—個(gè)有益的嘗試——讓學(xué)生在閱讀中享受科 學(xué)的樂(lè)趣，在潛移默化中感悟科學(xué)思想，在不知不覺(jué)中培養(yǎng)科學(xué)精神，當(dāng)然 ，也在賞圖悅讀中學(xué)到科學(xué)知識(shí)。從這套讀本的編排可以看到策劃者以及作 者對(duì)人文、科學(xué)和教育的理解與熱忱、投入與功力。我相信，有了這樣的讀 物，這樣的嘗試，一定會(huì)給科普工作打開(kāi)一扇新的窗口，對(duì)素質(zhì)教育也是— 件非常有益之事。 我深深相信，一定會(huì)有更多的科學(xué)工作者、教育工作者、出版工作者聯(lián) 起手來(lái)，投身到科學(xué)素養(yǎng)教育的事業(yè)中來(lái)。 是為序。 江蘇省科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)副主席馮少東

內(nèi)容概要

　　《中小學(xué)生科學(xué)閱讀文庫(kù)》當(dāng)是一個(gè)有益的嘗試——讓學(xué)生在閱讀中享受科學(xué)的樂(lè)趣，在潛移默化中感悟科學(xué)思想，在不知不覺(jué)中培養(yǎng)科學(xué)精神，當(dāng)然，也在賞圖悅讀中學(xué)到科學(xué)知識(shí)?！吨行W(xué)生科學(xué)閱讀文庫(kù)》編寫(xiě)組組編的這本《機(jī)器人與人類》就是該文庫(kù)中的其中一本。它主要介紹了生物、化學(xué)、天文、物理、醫(yī)學(xué)等方面的科學(xué)知識(shí)?！稒C(jī)器人與人類》由南京師范大學(xué)出版社出版發(fā)行。

書(shū)籍目錄

青霉素——“二戰(zhàn)”期間的重要發(fā)現(xiàn)阿司匹林：歷經(jīng)百年的藥壇奇葩人與大腸桿菌：兩個(gè)世紀(jì)的“孽緣”植物也有喜怒哀樂(lè)笑之奧秘人工改造生命人體極限之謎機(jī)器人與人類太空生活趣事多認(rèn)識(shí)物聯(lián)網(wǎng)克隆羊過(guò)去是未來(lái)的鑰匙——?dú)夂蜃兓c社會(huì)歷史的聯(lián)系第六次物種滅絕：人禍而非天災(zāi)在更暖的世界里幸存科學(xué)與減災(zāi)給大自然標(biāo)價(jià)節(jié)能從我做起低碳生活，保護(hù)環(huán)境綠色化學(xué)：為生態(tài)安全護(hù)航原子彈：這一千個(gè)太陽(yáng)卻在世界上投下了一千個(gè)陰影切爾諾貝利，未醒的噩夢(mèng)科學(xué)的雙刃劍

章節(jié)摘錄

　　青霉素——“二戰(zhàn)”期問(wèn)的重要發(fā)現(xiàn) 20世紀(jì)40年代以前，人類一直未能掌握一種能高效治療細(xì) 菌性感染且副作用小的藥物。當(dāng)時(shí)，流行著許多傳染 病，如猩紅熱、白喉、腦膜炎、淋病、梅毒等，這些疾病嚴(yán)重威脅 著人們的生命。若某人患了肺結(jié)核，就意味著此人不久就會(huì)離開(kāi)人 世。由于沒(méi)有有效的治療方法，人們只能眼睜睜看著一個(gè)個(gè)病人悲 慘地死去。而弗萊明的發(fā)現(xiàn)改變了這一現(xiàn)狀。 弗萊明從小立志學(xué)醫(yī)，1901年，他考取了倫敦大學(xué)的圣瑪麗醫(yī) 學(xué)院，投身醫(yī)學(xué)書(shū)?？嘈你@研。1908年，他獲得醫(yī)學(xué)學(xué)士和理學(xué)學(xué) 士雙學(xué)位，畢業(yè)時(shí)又獲得了倫敦大學(xué)的金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)隆?909年，弗萊明 成為英國(guó)皇家外科學(xué)會(huì)的會(huì)員。 從1906年起，弗萊明師從英國(guó)著名傳染病理學(xué)家和抗菌治療學(xué) 家賴特，從事痘苗治療和預(yù)防傳染病的研究。第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā) 后，弗萊明以中尉軍銜參加了皇家軍醫(yī)部隊(duì)，在賴特上校領(lǐng)導(dǎo)的實(shí) 驗(yàn)室工作。在那里，他看到許多傷員因傷口感染而被迫截肢或痛苦 地死去，還有大批傷員因消毒藥物進(jìn)入血液而病情加重。當(dāng)時(shí)，除 防腐劑外，還找不到更好的靈丹妙藥控制病情，而防腐劑在尚未消 滅侵襲病人的細(xì)菌之前，會(huì)大量殺傷人體的白細(xì)胞。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，弗 萊明還證明化學(xué)防腐劑對(duì)于某些創(chuàng)傷無(wú)效。第一次世界大戰(zhàn)結(jié)束 后，弗萊明回到母校圣瑪麗醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院，繼續(xù)從事研究，探索 消滅病菌的方法。由于人體傷口化膿的主要原因之一是傷口存在葡 萄球菌，弗萊明在一只只小碟子里倒人營(yíng)養(yǎng)豐富的培養(yǎng)劑，培育出 葡萄球菌，然后再試驗(yàn)用各種藥劑消滅葡萄球菌。他在初步研究過(guò) 自己培養(yǎng)的細(xì)菌后，往往順手把那些玻璃器皿隨便地放置起來(lái)。過(guò) 一個(gè)星期以后再打開(kāi)來(lái)看看發(fā)生了變化沒(méi)有。 1928年9月的一個(gè)早晨，弗萊明來(lái)到 實(shí)驗(yàn)室，他在逐個(gè)檢查培養(yǎng)皿時(shí)，發(fā)現(xiàn)一 只沒(méi)有加蓋的培養(yǎng)皿上長(zhǎng)出了一團(tuán)青霉 菌。這是空氣中的青霉菌飄落到培養(yǎng)皿上 造成的。但是令人奇怪的是，凡是培養(yǎng)物 與青色霉菌接觸的地方，黃色的葡萄球菌 正在變得半透明，最后完全溶解了，培養(yǎng) 皿中顯現(xiàn)出干干凈凈的一圈。毫無(wú)疑問(wèn)，青色霉菌消滅了它接觸到 的葡萄球菌。 弗萊明迅速地從培養(yǎng)皿中刮出一點(diǎn)霉菌，小心地放在顯微鏡 下，發(fā)現(xiàn)那種能使葡萄球菌逐漸溶解死亡的菌種是青霉菌。隨后， 他把剩下的霉菌放在一個(gè)裝滿培養(yǎng)基的罐子里繼續(xù)觀察。幾天后， 這種特異青霉菌長(zhǎng)成了菌落，培養(yǎng)湯呈淡黃色。他又驚訝地發(fā)現(xiàn)， 不僅這種青霉菌具有強(qiáng)烈的殺菌作用，而且就連黃色的培養(yǎng)湯也有 較好的殺菌能力。于是他推論，真正的殺菌物質(zhì)一定是青霉菌生長(zhǎng) 過(guò)程中的代謝物，他稱之為“青霉素”。 整整4年，弗萊明專門(mén)研究這種特異青霉菌。他把青霉菌接種 到肉湯培養(yǎng)液里，讓它迅速繁殖。然后，又把這種長(zhǎng)滿了綠色霉菌 的液體小心地過(guò)濾，最后得到一小瓶濾液。他把濾液滴在原先長(zhǎng)滿 葡萄球菌的培養(yǎng)皿上，幾個(gè)小時(shí)后，葡萄球菌被消滅得干干凈凈。 最后，他進(jìn)行了毒性實(shí)驗(yàn)，把這種濾液注射到兔子的靜脈里，兔子 沒(méi)有絲毫的異樣反應(yīng)。這說(shuō)明青霉素是一種殺菌威力強(qiáng)大而又無(wú)毒 副作用的新藥。弗萊明終于實(shí)現(xiàn)了他尋找新藥的愿望。 但是，青霉素濾液中僅含極微量的青霉 素。據(jù)計(jì)算，即使治療人體皮膚上一個(gè)微小的 化膿性傷口，也需要幾千毫升濾液，如果要?dú)?死人體內(nèi)的病菌，那就得用幾萬(wàn)毫升濾液！從 何處弄到這么多濾液呢？人的血管又如何容納 得下這么多的濾液呢？弗萊明無(wú)法解決這些問(wèn) 題。他把這項(xiàng)極有價(jià)值的發(fā)現(xiàn)寫(xiě)成一篇論文， 發(fā)表在英國(guó)一家學(xué)術(shù)刊物上，鼓勵(lì)別人繼續(xù)這 項(xiàng)_T作。他堅(jiān)信青霉素是有價(jià)值的，總有一天 人們將利用它的力量去拯救生命。因此，他沒(méi) 有輕易丟掉所培養(yǎng)的青霉菌，反而耐心地把它 在培養(yǎng)基上定期傳代。 20世紀(jì)30年代，病理學(xué)教授霍華德·弗洛 里博士組織了一批人研究溶菌酶的效能。1935 年，29歲的生物化學(xué)家厄恩斯特·錢(qián)恩博士加 入這個(gè)研究小組。在一個(gè)圖書(shū)館查找以往的文 獻(xiàn)時(shí)，在一本積滿灰塵的醫(yī)學(xué)雜志上，他意外 地發(fā)現(xiàn)了弗萊明lO年前發(fā)表的關(guān)于青霉素的文 章。他們立刻把全部工作轉(zhuǎn)到對(duì)青霉素的專門(mén) 研究上來(lái)。同年，錢(qián)恩和弗洛里在牛津發(fā)現(xiàn)了 一株青霉葡萄球菌氧化酶培養(yǎng)物，這一菌種同弗 萊明首次發(fā)現(xiàn)的特異青霉菌一模一樣。然后他們 一鼓作氣，開(kāi)始了試驗(yàn)和分離青霉素的工作。 不知經(jīng)過(guò)多少個(gè)不眠之夜，到了年底，錢(qián)恩終于成功地分離 出像玉米淀粉似的黃色青霉素粉末，并把它提純?yōu)樗巹８鞣N各 樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，這些黃色粉劑即使被稀釋3 000萬(wàn)倍仍然有 效。1940年春天，他們又進(jìn)行多次動(dòng)物感染實(shí)驗(yàn)，結(jié)果非常令人滿 意。于是同年8月，錢(qián)恩和弗洛里等人把對(duì)青霉素重新研究的全部 成果都刊登在著名的《柳葉刀》雜志上。 這篇文章極大地震動(dòng)了一個(gè)人，那就是青霉素的發(fā)現(xiàn)者弗萊 明。他這10年來(lái)始終密切注視著抗菌物質(zhì)的研究動(dòng)態(tài)。當(dāng)他看到錢(qián) 恩和弗洛里的報(bào)告后，立刻動(dòng)身趕到牛津會(huì)見(jiàn)這兩個(gè)人。當(dāng)錢(qián)恩等 人得知弗萊明還活著時(shí)，驚喜之情溢于言表。后來(lái)，弗萊明毫不猶豫 地把自己培養(yǎng)了多年的青霉素產(chǎn)生菌送給了弗洛里。利用這些產(chǎn)生 菌，錢(qián)恩等人培養(yǎng)出效力更大的青霉素菌株。經(jīng)過(guò)一年多的辛勤努 力，七八十種病菌的試管實(shí)驗(yàn)和動(dòng)物試驗(yàn)，都證明青霉素對(duì)引起多種 疾病的病菌都有較大的殺傷作用。他們還提純出一些結(jié)晶狀態(tài)下的青 霉素。 為了把人類從各種疾病和傳染病的威脅中徹底解救出來(lái)，必須 在工業(yè)上大規(guī)模生產(chǎn)青霉素。弗洛里等人四處奔波，希望英國(guó)的藥 廠能大量投產(chǎn)這一大有前途的新藥，遺憾的是，多數(shù)藥廠都借口戰(zhàn) 時(shí)困難而置之不理。最后，他們只能遠(yuǎn)涉重洋，來(lái)到美國(guó)。1941年 12月，美國(guó)軍方宣布青霉素為優(yōu)先制造的軍需品。農(nóng)業(yè)部和私人工 業(yè)也在全力以赴地尋找成批生產(chǎn)這種新藥的方法。1944年，英美聯(lián) 軍在諾曼底登陸，開(kāi)辟了第二戰(zhàn)場(chǎng)，開(kāi)始大規(guī)模地同德國(guó)法西斯作 戰(zhàn)，受傷的士兵越來(lái)越多，青霉素的需求量也越來(lái)越大，其治療效 果也引起了軍事指揮人員的關(guān)注。 到1942年末，有20余家美國(guó)公司開(kāi)始大量生產(chǎn)青霉素。待 戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束時(shí)，產(chǎn)量已能滿足一年治療700萬(wàn)病人的需要。那些曾 經(jīng)嚴(yán)重危害人類的疾病，比如猩紅熱、白喉、梅毒、淋病，以及 各種結(jié)核病、白血病、肺炎、傷寒等，都得到了有效的抑制。 青霉素奇跡般的療效，促使人們?cè)谑澜绺鞯氐教帉ふ倚碌目咕?物質(zhì)。一時(shí)間，許許多多醫(yī)藥工作者紛紛來(lái)到污水溝旁、垃圾堆 上、田野之中，采集樣本，篩選菌種。終于在1943年，生化學(xué)家瓦 克斯曼博士發(fā)現(xiàn)另一種有效的抗菌素——鏈霉素。此后，在短短20 余年內(nèi)，人們又陸續(xù)地發(fā)現(xiàn)了氯霉素、金霉素等數(shù)十種各有功效的 抗菌素。 為表彰弗萊明等人對(duì)人類做出的杰出貢獻(xiàn)，1945年的諾貝爾醫(yī) 學(xué)獎(jiǎng)授予了弗萊明、弗洛里和錢(qián)恩三人。　　……

編輯推薦

　　植物也有喜怒哀樂(lè)，人體極限之謎，笑之奧秘，機(jī)器人與人類，克隆羊，綠色化學(xué)，低碳生活，原子彈……翻開(kāi)由《中小學(xué)生科學(xué)閱讀文庫(kù)》編寫(xiě)組組編的這本《機(jī)器人與人類》，它將帶你了解更多有關(guān)生物、化學(xué)、天文、物理、醫(yī)學(xué)等方面的科學(xué)知識(shí)。

圖書(shū)封面

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